细菌—碱/尿素联合预处理水稻秸秆的研究

发布时间：2023-04-30 00:25

　　近年来,为了降低对化石燃料的依赖,各国政府大力开展对可再生能源的研究。以木质纤维素原料制取生物乙醇的第二代生物质能技术因原料来源广、价格低受到广泛关注。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素通过氢键、共价键等形成复杂且稳定的结构,其转化为生物乙醇主要包括预处理、酶水解、发酵三个过程。木质纤维素结构具有高度顽抗性,使其酶解糖化效率低,必须经过适当的预处理以提高酶解效率。因此,预处理是生物质乙醇转化过程中的关键步骤。目前常用的酸、碱、蒸汽爆破等预处理方式等,普遍存在设备要求高、能量消耗高等缺点。针对上述不足,本论文开发了一种生物+化学联合预处理水稻秸秆的新技术,通过测定预处理后水稻秸秆的组分含量、组织结构、表面形态以及酶解效率等关键指标确定了联合预处理的工艺参数,并对联合预处理技术的作用机制展开了研究。该技术具有能耗低、设备要求低、操作简单等优点,符合木质纤维素预处理技术的开发原则和工业化应用的要求。本研究从某造纸厂的废水污泥中筛选获得一株高效木质纤维素降解菌LD-1,将该菌与碱/尿素结合对水稻秸秆进行联合预处理(先利用细菌LD-1对水稻秸秆进行4天生物预处理,再用碱/尿素处理)。结果表...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 木质纤维素概述
        1.1.1 木质纤维素来源
        1.1.2 木质纤维素的用途
        1.1.3 木质纤维素制取生物燃料乙醇的研究进展
    1.2 木质纤维素预处理技术的研究概况
        1.2.1 木质纤维素预处理的目的与意义
        1.2.2 木质纤维素预处理技术
        1.2.3 木质纤维素生物预处理技术的研究进展
    1.3 水稻秸秆生产生物燃料乙醇的研究进展
        1.3.1 水稻秸秆的利用现状
        1.3.2 水稻秸秆预处理技术研究进展
    1.4 选题的目的、意义及研究内容
        1.4.1 选题背景
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究思路
第2章 木质纤维素降解菌降解性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料与主要培养基
        2.2.2 菌种的筛选与鉴定
        2.2.3 降解条件优化
        2.2.4 纤维素、半纤维素、木质素生物降解的测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 菌种的筛选与鉴定
        2.3.2 Sphingobacterium sp.LD-1降解条件的优化
        2.3.3 Sphingobacterium sp.LD-1木质纤维素的降解性能
    2.4 本章小结
第3章 生物-化学联合预处理水稻秸秆的研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 主要培养基
        3.2.3 水稻秸秆的预处理
        3.2.4 水稻秸秆的组分测定
        3.2.5 水稻秸秆的酶解糖化
        3.2.6 糖含量的测定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 预处理对水稻秸秆组分的影响
        3.3.2 预处理水稻秸秆糖化效果的影响
        3.3.3 联合预处理的协同效果分析
    3.4 本章小结
第4章 联合预处理的作用机制研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 浸出液的TOC及UV-Vis测定
        4.2.2 SEM、FTIR、XRD和热重分析
        4.2.3 水稻秸秆对纤维素酶吸附率的测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 联合预处理协同作用分析
        4.3.2 联合预处理对水稻秸秆超微结构的影响
        4.3.3 纤维素酶初始吸附率对纤维素反应性的影响
    4.4 本章小结
第5章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士期间公开发表的论文



本文编号：3806044